電力電子裝置的諧波分析畢業(yè)論文-文庫吧資料
2025-06-29 04:37本頁面
【正文】 換相結(jié)束的時刻流過導(dǎo)通晶閘管的電流值。梯形波的斜邊就是對換相過程的較好近似。(2) 計及換相過程—GrahamSchonholzer法GrahamSchonholzer法是在Dobinson法的基礎(chǔ)上，再考慮換相過程后提出來的[8]。仍以a相電流的正半周為例，其表達式如下所示： ()，可得： () ()若計算結(jié)果為負值，則表示相位差180，取其絕對值即可。電流紋波比的定義為： ()其中，為電流波頭脈動的峰峰值。疊加在120方波上面，來近似代表電流脈動的情況[7]。這里又分為是否忽略換相過程這兩種情況，以下將以三相橋式全控整流電路為例，分別推導(dǎo)一種近似計算交流側(cè)電流諧波的公式。：交流側(cè)電流中除含有基波外，仍然只含有(k為正整數(shù))次諧波。另外，： ()其中，為換相重疊角。 計及換相過程的三相橋式全控整流電路假設(shè)電源為三相平衡正弦電壓，取VT6導(dǎo)通，從VT5向VT1換相的情況，由于交流側(cè)電感的存在，交流電流不能突變，換相過程ia從零增大到Id，換相完成。本文以三相橋式全控整流電路為例進行分析推導(dǎo)。③ 不控整流電路三相橋式不控整流電路其實質(zhì)就是把三相全控橋中的晶閘管全部換成二極管。：電流中次的諧波不存在。設(shè)60180， (b)所示的電流ia分解為傅立葉級數(shù)，得到基波和各次諧波有效值的統(tǒng)一表達式。a相電流正、負半波均是底為180，高為Id的方波，正、負半波間隔分別為60與60， (b)所示。當(dāng)60時，整流電壓波形不再連續(xù)，由于電感的作用，負載電流仍為持續(xù)的恒穩(wěn)直流，晶閘管和二極管在每個周期內(nèi)導(dǎo)通180，其余時間為續(xù)流二極管導(dǎo)通以維持負載電流連續(xù)。在較大時，為完善電路工作性能，有時在負載端接續(xù)流二極管， (b)所示。當(dāng)不太大，輸出電壓仍連續(xù)時，共陰極晶閘管需要經(jīng)觸發(fā)脈沖才能導(dǎo)通換相，而共陽極的二極管則在自然換相點處換相。為控制方便，共陰極組采用晶閘管，共陽極采用二極管。： ()：電流中僅含有6k1(k為正整數(shù))次諧波，各次諧波有效值與諧波次數(shù)成反比，且與基波有效值的比值為諧波次數(shù)的倒數(shù)。以一相電流為例，則交流側(cè)相電流是正負半周各為120的方波，正負半波間隔為60[3]。同樣，交流側(cè)電抗為零，直流電感Ld為無窮大。③ 不控整流電路單相橋式不控整流電路四個橋臂都為二極管。 (a) 電路 (b) 波形 單相半控整流電路及相應(yīng)波形 (b)所示的電流i分解為傅立葉級數(shù)，可得： ()其中， ()： ()，令=0，代入可得： ()，說明在=0時，單相橋式半控與全控整流電路工作原理相同，是互為等效電路的。可以看出，其交流側(cè)電流的波形只與觸發(fā)延遲角有關(guān)。電源電壓負半軸分析與正半周類似。但因a點電位低于b點，則電流流經(jīng)VD2，電流不再流經(jīng)電源，而是由VT1和VD2續(xù)流。該電路是由晶閘管和二極管組成的，它實際上是將單相橋式全控整流電路下面兩個橋臂的晶閘管換成了二極管。 (a) 電路 (b) 波形 單相全控整流電路及相應(yīng)波形將電流i分解為傅立葉級數(shù)，可得： ()其中，基波和各次諧波有效值為： ()，電流中除基波外僅含有奇數(shù)次諧波，各次諧波有效值與諧波次數(shù)成反比，且與基波有效值的比值為諧波次數(shù)的倒數(shù)。得到整流電壓ud、 (b)所示。并設(shè)電源為正弦電壓： ()其中，Em、E分別為電源電壓的幅值和有效值；為觸發(fā)延遲角。本文將對上述各種條件下的橋式整流電路做詳細的諧波分析。隨著工程實際對更精確分析結(jié)果的需求，考慮各種非理想情況的分析方法相繼被提出。早期的分析大多忽略交流側(cè)電抗引起的換相過程的影響，以及直流側(cè)電感量不足而引起的直流電源脈動的影響，即假定交流側(cè)電抗為零，而直流側(cè)電感為無窮大。以上公式及定義均以非正弦電壓為例，對于非正弦電流的情況也完全適用，把其中的電壓量換成相應(yīng)的電流量即可。當(dāng)然，非正弦電壓施加在線性電路上時，電流也是非正弦波。、電感和電容上，其電流和電壓分別為比例、積分和微分的關(guān)系，仍為同頻率的正弦波。 諧波概述在供、用電系統(tǒng)中，通?？偸窍Ｍ涣麟妷汉徒涣麟娏鞒收也ㄐ巍碾娋W(wǎng)交流側(cè)來看，電力電子裝置的輸入端可能是以下幾種電路之一：整流電路，交流調(diào)壓電路，或者周波變頻電路（即交—交變頻電路）。因此，對電力電子裝置所產(chǎn)生的諧波的分析和計算是諧波研究的一個重要方面。用MATLAB軟件編寫GUI(Graphical User Interface,用戶圖形界面)，實現(xiàn)對諧波分析結(jié)果的可視化輸出。在此基礎(chǔ)上，以三相橋式全控整流電路為例，分析在考慮換相過程和直流側(cè)電流脈動時的諧波電流含量情況。近年來，國內(nèi)外有關(guān)諧波的研究十分活躍，每年都有大量的論文發(fā)表，這一方面說明了這一研究的重要性，另一方面也預(yù)示著這一領(lǐng)域的研究將會取得重大突破。隨著工程實際對更精確分析結(jié)果的需求，考慮各種非理想情況的分析方法相繼被提出。 論文研究現(xiàn)狀有關(guān)電力電子裝置的諧波分析的研究，早期的分析大多忽略交流側(cè)電抗引起的換相過程的影響，以及直流側(cè)電感量不足而引起的直流電源脈動的影響，即假定交流側(cè)電抗為零，而直流側(cè)電感無窮大。有關(guān)諧波問題的研究可以劃分為以下四個方面：一、與諧波有關(guān)的功率定義和功率理論的研究；二、諧波分析以及諧波影響和危害的分析；三、諧波的補償和抑制；四、與諧波有關(guān)的測量問題和限制諧波的標準的研究。隨著近幾十年來科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，在電力系統(tǒng)中很多電力設(shè)備的應(yīng)用，出現(xiàn)了大量的非線性負荷以及供電系統(tǒng)本身存在非線
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